RU13398U1 - Газодожимная установка - Google Patents

Abstract

1. Газодожимная установка, включающая источник газа, насос поршневого или плунжерного вида с приводом, приемную емкость насоса для поршневой жидкости, сосуд высокого давления, имеющий верхний и нижний датчики уровня жидкости и соединенный в нижней части с нагнетательной линией насоса и через сливную линию - с приемной емкостью насоса, а в верней части - с газовой нагнетательной линией и линией от источника газа, газовая нагнетательная линия, нагнетательная линия от насоса и линия от источника газа имеют обратные клапаны и манометры, а газовая нагнетательная линия, сливная линия и линия от источника газа оборудованы кранами высокого давления, кроме того, линия от источника газа имеет сужающее устройство, расположенное после обратного клапана со стороны сосуда высокого давления, отличающаяся тем, что сосуд высокого давления выполнен в виде параллельных змеевиков из труб, соединенных в верхней и нижней частях общими коллекторами, при этом линия от источника газа и газовая нагнетательная линия соединены с верхним коллектором, а сливная линия и нагнетательная линия от насоса соединены с нижним коллектором.2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что трубы змеевиков сосуда высокого давления имеют уклон в сторону соединения с нижерасположенной трубой.3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что сосуд высокого давления в верхней и нижней частях оборудован вертикальными участками труб с расположением в интервале этих участков датчиков уровня жидкости, при этом верхний и нижний коллекторы соединяются с линиями через соответствующие вертикальные участки труб.

Description

Газодожимная установка «Девон -1

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при освоении скважин, а также при проведении других операций на скважинах, при реализации которьге необходимо использование газа высокого давления.

Известна установка, наиболее часто используемая при освоении скважин, представляющая из себя компрессор (например, УКП-80), соединяемый манифольдом со скважиной. При помощи компрессора газ (возцух) подается в скважину, который замещает скважинную жидкость, за счет чего снижается забойное давление и производится вызов притока пластового флюида - освоение скважины /1/.

МПК 6: Е21В 43/25, 6F04B

Беккер Арнгольт Яковлевич Вяхирев Виктор Иванович Гереш Петр Андреевич Добрынин Николай Михайлович Завальный Павел Николаевич Криворучко Павел Евгеньевич Ремизов Валерий Владимирович Сологуб Роман Антонович Тупысев Михаил Константинович Черномырдин Андрей Викторович Черномырдин Виталий Викторович Чугунов Леонид Семенович

Однако давление, развиваемое компрессором, может быть недостаточным для освоения глубоких скважин. Кроме того, по действующим правилам освоение газовых скважин с использованием воздуха запрещено.

Также известна насосно-компрессорная установка, включающая бустерный насос поршневого или плунжерного типа, компрессорные камеры которого соединены с источником газожидкостной смеси или газа, питательный насос, нагнетательная линия которого соединена с приемным коллектором бустерного насоса, и привод, причем бустерный насос и питательный насосы установлены на транспортной базе, а на нагнетательном коллекторе бустерного насоса может бьггь установлен сепараторводоуловитель 121.

К недостаткам устройства следует отнести его относительную сложность из-за необходимости использования специальных устройств для преобразования насосов в бустерные установки.

Наиболее близким к описываемому устройству является насосно-компрессорная установка, включающая источник газа, насос порщневого или плунжерного типа с приводом, приемную емкость насоса для поршневой жидкости, сосуд высокого давления, соединенный в нижней части с нагнетательной линией насоса и через сливную линию с приемной емкостью насоса, а в верхней части - с газовой нагнетательной линией и линией от источника газа, сосуд высокого давления имеет верхний и нижний датчики уровня жидкости, газовая нагнетательная линия, нагнетательная линия насоса и линия от источника газа имеют обратные клапаны и манометры, а газовая нагнетательная линия, сливная линия и линия от источника газа оборудованы кранами высокого давления, кроме того сосуд высокого давления имеет цилиндрическую форму, вертикальное расположение, в нижней части - змеевик для подогрева поршневой жидкости и установлен на транспортной базе, линия от источника газа имеет сужающее устройство, а в качестве поршневой жидкости используется незамерзающий и не коррозирующий раствор /3/.

К недостаткам устройства относится ограниченность степени сжатия газа, достигаемой при использовании устройства с разумными размерами сосуда высокого давления.

Задачей данного изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет повышения степени сжатия газа, достигаемого на установке.

Поставленная задача достигается тем, что в газодожимной установке, включающей источник газа, насос поршневого или плунжерного вида с приводом, приемную емкость насоса для поршневой жидкости, сосуд высокого давления, имеющий верхний и нижний датчики уровня жидкости и соединенный в нижней части с нагнетательной линией насоса и через сливную линию - с приемной емкостью насоса, а в верней части - с газовой нагнетательной линией и линией от источника газа, газовая нагнетательная линия, нагнетательная линия от насоса и линия от источника газа имеют обратные клапаны и манометры, а газовая нагнетательная линия, сливная линия и линия от источника газа оборудованы кранами высокого давления, кроме того линия от источника газа имеет сужающее устройство, расположенное после обратного клапана со стороны сосуда высокого давления, сосуд высокого давления выполнен в виде параллельных змеевиков из труб, соединенных в верхней и нижней частях общими коллекторами, при этом линия от источника газа и газовая нагнетательная линия соединены с верхним коллектором, а сливная линия и нагнетательная линия от насоса соединены с нижним коллектором, трубы змеевиков сосуда высокого давления имеют уклон в сторону соединения с нижерасположенной трубой, сосуд высокого давления в верхней и нижней частях оборудован вертикальными участками труб с расположением в интервале этих участков датчиков уровня жидкости, при этом верхний и нижний коллектора соединяются с линиями через соответствующие вертикальные участки труб.

На чертеже показана схема газодожимной установки «Девон - 1 при использовании ее для освоения скважины Установка включает: 1 - змеевик сосуда высокого давления, 2 - верхний коллектор, 3 - нижний коллектор, 4,5 -верхний и нижний вертикальные участки труб, 6,7 - верхний и нижний датчики уровня жидкости, 8 - насос, 9 - приемная емкость насоса, 10 - линия от источника газа, 11 - нагнетательная линия от насоса, 12 - сливная линия, 13 - газовая нагнетательная линия, 14 - источник газа (газопровод), 15, 16, 17, 23, 24 - краны высокого давления, 18, 20, 21 - обратные клапаны, 19 - сужающее устройство, 22 - предохранительный клапан, 25 - манометры, 26 скважина, 27 - колонна лифтовых труб, 28 - раствор, 29 - продуктивный пласт.

Освоение скважины с использованием описываемой установки производится следующим образом.

линию 12. К верхнему вертикальному участку трубы 4, соединенному с верхним коллектором 2, подключают источник газа 14 и через газовую нагнетательную линию 13 скважину 26. Линию от источника газа 10, газовую нагнетательную линию 13 и нагнетательную линию от насоса 11 оборудуют обратными клапанами 18, 19, 20 и манометрами 25, а линии 10, 12 и 13 - кранами высокого давления 15, 17 и 23. Для предотвращения гидравлических ударов, при наличии источника газа с высоким давлением, линия от источника газа 10 может быть дополнительно оборудована сужающим устройством 19, располагаемым перед обратным клапаном (со стороны источника газа).

Закрывают кран высокого давления 15 на сливной линии 12, открывают кран 16 на линии 13, включают насос 8 и порщневой жидкостью из приемной емкости 9 вытесняют воздух из всей конструкции сосуда высокого давления. Затем выключают насос 8, закрывают кран 16, открывают краны 15, 17, 23 и, вытесняя порщневую жидкость в приемную емкость 9, заполняют сосуд высокого давления газом от его источника 14 до нижнего датчика уровня жидкости 7 и закрывают кран 15. При этом газ частично вытесняет раствор 28 из колонны лифтовых труб 27 скважины 26 в ее затрубное пространство при открытом кране 24 и создает давление в системе «сосуд высокого давления - газовая нагнетательная линия - колонна лифтовых труб (ее устьевая часть) равным давлению в источнике газа 14. После этого включают насос 8 и поршневой жидкостью из приемной емкости 9 компремируют и вытесняют газ из сосуда высокого давления в скважину. В процессе вытеснения газа обратный клапан 18 закрывается, а обратные клапаны 20 и 21 находятся в открытом состоянии. После срабатывания верхнего датчика уровня жидкости 6 насос 8 выключают и открывают кран 15 на сливной линии. При снижении давления газа обратные клапаны 20 и 21 закрываются, открывается обратный клапан 18 и поршневая жидкость под действием давления от источника газа 14 вытесняется в приемную емкость 9, а сосуд высокого давления заполняется новой порцией газа. При срабатывании нижнего датчика уровня жидкости 7 кран 15 на сливной линии закрывают, включают насос 8 и продавливают вторую порцию газа в скважину по описанной выше технологии, повышая давление в колонне лифтовых труб после каждого цикла.

Повторением описанных циклов достигается замена раствора 28 в скважине 26 на закачиваемый газ и вызов притока пластового флюида из продуктивного пласта 29.

Максимальное давление (Р), развиваемое на установке, определяется по формуле:

где Риг - давление в источнике газа, п - степень сжатия газа на установке.

Величина п равна отношению объемов газа, приходящихся на один змеевик сосуда высокого давления, в начале и конце цикла сжатия, она конструктивно зависит (прямо пропорциональна) главным образом от длины труб змеевиков (на чертеже условно показан один змеевик).

Производительность установки (за один цикл сжатия газа) зависит от объема всей конструкции сосуда высокого давления, она прямо пропорциональна диаметру труб, из которых изготавливаются змеевики, и числу змеевиков.

При проектировании сосуда высокого давления первоначально задаются давлением и производительностью газодожимной установки, необходимьпс для проведения работ, для которых данная установка проектируется. По заданному давлению подбираются трубы (материал, диаметр, толщина стенок) для изготовления змеевиков и определяется их длина по известным давлению в источнике газа и требуемой степени сжатия газа. По заданной производительности установки и объему одного змеевика определяется потребное число змеевиков. Кроме того, по требуемым давлению и производительности подбирается соответствующий насос с приводом.

При проектировании газодожимнь1х установок малой производительности возможен вариант, когда в конструкции сосуда высокого давления достаточно будет одного змеевика. В этом случае конструкция сосуда высокого давления упрощается в результате исключения из его состава коллекторов.

Возможно также использование в газодожимной установке сразу нескольких сосудов высокого давления, подключенных параллельно. Этим достигается непрерывность процесса подачи сжатого газа и работы насоса с приводом. Например, при использовании двух сосудов высокого давления насос может работать в постоянном стационарном режиме с поддержанием в одном сосуде высокого давления цикла сжатия газа, а в другом - цикла заполнения газом от его источника.

Трубы змеевиков сосуда высокого давления изготавливают с уклоном в сторону соединения их с нижерасположенными трубами с целью исключения размыва границы раздела между порщневой жидкостью и газом при JTX совместном движении по змеевику.

Р Риг.п, (1)

Вертикальные участки труб (верхний и нижний), в которых устанавливают верхний и нижний датчики уровня жидкости, позволяют более точно фиксировать моменты включения и выключения насоса, за счет чего исключить попадание поршневой жидкости в газовую нагнетательную линию и газа в сливную линию,

При реализации каких либо работ на скважине с использованием описываемой газодожимной установки в качестве насоса с приводом и приемной емкостью могут быть использованы широко применяемые в нефтегазовой промышленности насосные агрегаты (например, ЦА-320, ЦА-400, 2АН-500, 4АН-700 и др.).

Для обеспечения маневренности установки вся конструкция сосуда высокого давления монтируется на транспортной базе (санях, тележке) с использованием необходимых крепежных приспособлений для устойчивости конструкции в рабочем и транспортном состояниях.

При эксплуатации установки в условиях с низкими температурами в качестве поршневой жидкости может быть использован незамерзающий раствор, например, раствор диэтиленгликоля.

Описываемая газодожимная установка позволяет:

-при использовании известных способов осуществлять различные операции на скважинах с достижением давления газа, равного давлению, развиваемому используемыми насосными агрегатами;

-производить утилизацию газов низкого давления с подачей его в газотранспортные сети.

1.Минеев Б.П., Сидоров НА. Практическое руководство по испытанию скважин. М.: Недра, 1981, с. 116-119.

2.Полезная модель РФ № 318, МПК5: F04B 23/04, 21.06.93.

3.Полезная модель РФ № 9256, МПК6: Е2Ш 43/25. F04B 23/04, 05.02.98.

Литература

Claims (3)

1. Газодожимная установка, включающая источник газа, насос поршневого или плунжерного вида с приводом, приемную емкость насоса для поршневой жидкости, сосуд высокого давления, имеющий верхний и нижний датчики уровня жидкости и соединенный в нижней части с нагнетательной линией насоса и через сливную линию - с приемной емкостью насоса, а в верней части - с газовой нагнетательной линией и линией от источника газа, газовая нагнетательная линия, нагнетательная линия от насоса и линия от источника газа имеют обратные клапаны и манометры, а газовая нагнетательная линия, сливная линия и линия от источника газа оборудованы кранами высокого давления, кроме того, линия от источника газа имеет сужающее устройство, расположенное после обратного клапана со стороны сосуда высокого давления, отличающаяся тем, что сосуд высокого давления выполнен в виде параллельных змеевиков из труб, соединенных в верхней и нижней частях общими коллекторами, при этом линия от источника газа и газовая нагнетательная линия соединены с верхним коллектором, а сливная линия и нагнетательная линия от насоса соединены с нижним коллектором.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что трубы змеевиков сосуда высокого давления имеют уклон в сторону соединения с нижерасположенной трубой.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что сосуд высокого давления в верхней и нижней частях оборудован вертикальными участками труб с расположением в интервале этих участков датчиков уровня жидкости, при этом верхний и нижний коллекторы соединяются с линиями через соответствующие вертикальные участки труб.